Ministrstvo za izobraževanje in znanost Ruske federacije

FSBEI HPE "Volgograd State Technical University"

Fakulteta za avtomobilski promet

Oddelek "Avtomobilski promet"

Semester delo

v disciplini "Certifikacija vozil"

Na temo: "Zagotavljanje varne ravni krmiljenja"

Dokončano: Art. gr. AT - 500

Javadov A.A.

Preverjal: Shustov A.V.

Volgograd 2013

Uvod …………………………………………………………… ... ………… 3

1. Namen krmiljenja …………………………………………… ..5

2. Zasnova krmiljenja ………………………………………… 7

3. Glavne vrste krmilnih mehanizmov in pogonov …………………………… 9

3.1 Krmilno orodje ……………………………………………………… ..9

3.2 Krmilni mehanizem ………………………………………………………… 10

4. Obeti in slabosti razvoja krmiljenja ……………… ..12

4.1 Servo volan (GUR) ………………………… ... 12

4.2 Električni ojačevalnik ……………………………………………… .. …… 14

4.3 Prednosti in slabosti ……………………………………… .. …… 15

5. Krmilni mehanizem, odporen proti trkom ……………………………………… .17

6. Tehnične zahteve za krmiljenje v skladu z GOST R 41.12-2001..18

Zaključek ……………………………………………………………………… .22

Seznam uporabljenih virov ………………………………………… ... 23

Uvod

Potreba ljudi po potrebi po pospeševanju gibanja po zemlji je vodila človeštvo k ustvarjanju različni stroji in mehanizmi, med katerimi je bil najbolj priročen in najljubši avto.

Beseda "avto" pomeni "samohodni voz", čeprav je v sodobnem pomenu avtomobilov običajno imenovati samo vozila, opremljena z avtonomnimi motorji (z notranjim zgorevanjem, električni, parni).

Krmilni mehanizem avtomobila je šel skozi zanimivo zgodovino razvoja. Zdaj ne boste nikogar presenetili s svojo lokacijo - za desni promet - na levi, za levi promet - na desni. Toda ta razporeditev volana ni bila takoj določena. Stroga delitev vozišča na levo in desno stran prometa je nastala šele v XX. Stoletju, na ulicah z ne preveč prometnim prometom pa so še naprej vozili po potrebi. Do 60. let 20. stoletja na določeni strani ulice ni bilo naklonjenosti gibanju. Anglija, njene nekdanje kolonije, Japonska se še vedno drži levice, Švedska se je reorganizirala od leve proti desni šele leta 1967, Avstrija, Madžarska in Češkoslovaška v 30. letih. V Milanu so vozili po levi strani, v preostali Italiji pa po desni. Ob tako raznolikih pravilih ne bi moglo biti nobenega pogleda na položaj volana. Ko se je namesto vzvoda pojavil krmilni drog, ki naj bi bil nameščen neposredno pred voznikom, so oblikovalci pokazali soglasje - namestiti volan le na desni. Zato je bil volan v skoraj vseh prvih avtomobilih na desni. Zlasti zanimive so metode nadzora prvih avtomobilov dvajsetega stoletja. Delovno mesto voznik je vseboval tako veliko različnih gumbov in krmilnih ročic, da ni bilo presenetljivo, da so se v njih zmedli. Samo tri zavorne ročice so bile - na gredi menjalnika, na zadnjih kolesih in na tako imenovanem "gorskem postajališču" - koničasta palica, ki se je spuščala na cesto ob vzponu, saj avto ni držal zavor na klancu (prototip sodobne "parkirne zavore" ). Ali je mogoče doseči ročico, ali jih je priročno uporabljati - oblikovalca je malo zanimalo. Ročica je bila nameščena tam, kjer je zasnova to zahtevala. Tako je bil voznik obsojen na akrobatske gibe. A to ni trajalo dolgo. Avtomobilov je bilo več, izbira je bila in vsi vozniki se niso strinjali s takšnimi "akrobacijami". Logično bi bilo, če bi vzvode in ročaje koncentrirali na enem mestu, bližje rokam voznika. Za takšno mesto je bil izbran volanski drog. Ko je bil nagnjen (prvič v avtomobilu Latil leta 1898), nadzor menjalnika iz kolone ni bil več mogoč. Hkrati je bilo ugotovljeno, da kopičenje ročic in ročajev v bližini volana ustvarja zmedo. Nekatere izmed njih so zamenjali pedali.

Na začetku dvajsetega stoletja je vožnja od voznika zahtevala dobro telesno kondicijo. Naravna rešitev je bila povečati prestavno razmerje krmiljenja, vendar to ni rešilo problema. Leta 1925 je Američan Francis Davis patentiral posebno napravo, imenovano "hidravlično servo volan". Res je, da oblikovanje ni takoj uspelo. Vendar sta bila začrtana načelo in način izboljšanja: od konca tridesetih do zgodnjih štiridesetih let v Ameriki in nato v Evropi oblikovalci začnejo na nekatere svoje modele avtomobilov vgrajevati servo volan. Danes je ta naprava opremljena z vsemi tovorni promet in velik delež avtomobila.

1. Namen krmiljenja

Sprememba smeri gibanja avtomobila se izvede z obračanjem okoli njegove vzdolžne osi krmiljenih koles, ki so praviloma prednja kolesa.

Zaradi vrtenja krmiljenih koles vektor hitrosti vsakega od njih, vzporedno z vzdolžno osjo vozila, preneha sovpadati z ravnino vrtenja koles. Posledično v stiku koles s cesto nastanejo stranske sile, ki so pravokotne na ravnino vrtenja koles. Te bočne sile povzročijo, da volanski obroči in vozilo kot celota odstopata od ravne črte in zavijeta.

Krmiljenje zagotavlja potrebno smer vozila z ločenim in usklajenim vrtenjem krmiljenih koles. Komplet mehanizmov, ki služijo za obračanje krmiljenih koles, se imenuje krmiljenje.

Krmiljenje se uporablja za spreminjanje smeri vozila. Ko mirova sprednja os, se smer vrtenja vozila spremeni z obračanjem prednjih volanskih koles.

Krmilni sistem je sestavljen iz volana, ki je z gredjo povezan z gredjo na krmilno gonilo in krmilno gonilo. Včasih je ojačevalnik vključen v krmiljenje.

Krmilno orodje je upočasnitev, ki pretvori vrtenje gredi volana v vrtenje gredi dvonožca. Ta mehanizem poveča voznikov napor do volana in olajša delo.

Krmiljenje se imenuje sistem palic in ročic, ki v povezavi s krmilno napravo obrača avto.

Da lahko avto med vožnjo zavije brez bočnega zdrsa koles, se morajo vsa valjati po lokih različnih dolžin, opisanih od obračalnega središča "O" (slika 1). V tem primeru bi se morala obrniti prednja krmiljena kolesa različnih kotov... Notranje kolo glede na središče vrtenja naj se vrti skozi kot alfa-B, zunanje kolo pa skozi manjši kot alfa-H. To dosežemo s trapezno povezavo palic in krmilnih ročic. Osnova trapeza je žarek sprednja os avtomobila, bočni strani sta levi in \u200b\u200bdesni nihajni roki, vrh trapeza pa tvori prečna palica, ki je pivotalno povezana z ročicama. Zatiči koles so trdno pritrjeni na ročice.

Slika 1- Shema obračanja avtomobila

pri čemer: 1-žarek sprednje osi avtomobila; 2 in 4 vrtljivi ročici; 3-prečni člen; 5-vrtljivi nosilci koles; 6-vzdolžni člen.

2. Krmilna konstrukcija

Položaj in interakcija krmilnih delov, ki nimajo ojačevalnika, je razvidna iz diagrama (slika 2.a). Tu je krmilni mehanizem sestavljen iz volana, krmilne gredi in krmilnega mehanizma, tvorjenega z vključitvijo polžnega gonila (polža) z ozobljenim omejevalnikom, na gredi katerega je pritrjena dvonožna volan. Dvonožci in vsi drugi deli krmiljenja: vzdolžna palica, zgornji krak levega zatiča, spodnji kraki levega in desnega zatiča, prečni drog predstavljajo krmilno gonilo.

Obračanje krmiljenih koles se zgodi, ko se vrti volan, ki skozi gred prenaša vrtenje na krmilno gonilo. V tem primeru začne prenosni polž, ki sodeluje s sektorjem, premakniti sektor navzgor ali navzdol vzdolž utora. Sektorska gred se začne vrteti in odbija dvonožca, ki je z zgornjim koncem potisnjen na štrleči del sektorske gredi. Odklon dvonožca se prenese na vzdolžni potisk, ki se premika vzdolž svoje osi. Vzdolžna povezava je preko zgornjega kraka povezana z vrtiščem, zato njeno gibanje povzroči vrtenje levega vrtišča. Iz njega se krmilna sila preko spodnjih krakov in prečne palice prenaša v desno vrtišče. Tako se vrtita obe kolesi.

Krmilna kolesa krmilni sistem obrača pod omejenim kotom 28-35 °. Omejitev je uvedena, da se kolesa med obračanjem ne dotikajo delov vzmetenja ali karoserije avtomobila.

Zasnova volana je zelo odvisna od vrste vzmetenja volanskih koles. Z odvisnim vzmetenjem sprednjih koles se načeloma ohrani krmilna shema, prikazana na (slika 2. (a)), z neodvisno vzmetenje (Slika 2. (b)) je krmilna naprava nekoliko bolj zapletena.

Slika 2-Diagrami krmiljenja:

a) z odvisnim vzmetenjem prednjih koles

kjer: 1-krmilna naprava; 2-krmilna gred; 3-volan; 4- vrtljivi zatiči; 5 in 7 vrtljivi vzvodi; 6-prečni potisk; 8-vzdolžni potisk; 9 - bradavica;

b) z neodvisnim vzmetenjem

kjer: 1-ocvrtka; 2-vrtljivi vzvodni oporni ročici; 3 in 6 - stranske palice; 4-glavni prečni člen; 5-nihajna roka.



Ta vrsta krmilne naprave je nameščena ločeno osebni avtomobilimobilni telefoni izvršni razredpa tudi težka tovornjakimobilnih telefonov in avtobusov.

Vijačni krmilni mehanizem avtomobila vključuje naslednje glavne elemente: vijak, nameščen na gredi volana; matica, ki se premika vzdolž vijaka; zobata letva, narezana na matico; zobati sektor, povezan s stojalom; krmilna bipod, ki se nahaja na sektorski gredi, tj. pri delovanju mehanizma sodelujeta dva delovna para - vijačna matica in zobni sektor.

Vijak in matica, uporabljena v spiralnem krmilnem mehanizmu, se razlikujeta od običajnega vijačnega para po tem, da so posebej izdelane votline med stranskimi površinami para napolnjene s kroglicami.
Drsne steze za kroglice so spiralni utori, izdelani na ohišju vijaka in v matici. Ko je vijak obrnjen, krogle krožijo v matici v zaprtem krogu, se skozi izvrtino na eni strani matice valjajo skozi vijačni kanal in se skozi obvodni kanal na nasprotni strani vrnejo v matico.

Uporaba krožnih krogel omogoča nadomeščanje drsnega trenja v paru vijačno-matic z trenjem, ki poveča koeficient prenosa, kot pri smer naprejin obratno. To izboljšuje pogoje za stabilizacijo krmiljenih koles, hkrati pa naredi mehanizem precej občutljiv na udarce s ceste. Zato je treba za blaženje udarcev namestiti blažilnike ali servo volan.
Globina vijačnega utora je spremenljiva, debelina srednjega zoba sektorja pa se poveča v primerjavi z drugimi zobmi, da se prepreči zatakanje krmilnega mehanizma v skrajnih položajih.

Načeloma se delovanje vijačnega krmilnega mehanizma malo razlikuje od delovanja polžnega gonila. Obračanje volana spremlja vrtenje vijaka, ki z njim premika matico, ki se spaja. V tem primeru krogle krožijo, kar znatno zmanjša trenje med vijačnimi površinami.
Matica s pomočjo zobate letve premakne zobati sektor in z njim krmilno roko.

Prostor pri zatikanju bata z osi dvonožne gredi se prilagodi z aksialnim premikanjem gredi dvonožca s posebnim nastavitvenim vijakom.
Prostor v paru vijakov in matic ni nastavljiv, zato je z uporabo visokokakovostnih legiranih jekel zagotovljena visoka zanesljivost in zahtevana življenjska doba v tem položaju.

Vijačni krmilni mehanizem ima v primerjavi s polžastim mehanizmom večjo učinkovitost in je sposoben prenašati velike sile.
Ena od pomanjkljivosti te zasnove je težava pri namestitvi delov vijačnega prenosnika pri uporabi krožnih krogel v konstrukciji.



Krmilno orodje avtomobila ZIL-431410

Naprava vijačnega krmilnega mehanizma avtomobila ZIL-431410 je prikazana na sliki. 3.

Menjalnik je povezan z gredjo volana z uporabo kardanska gred z dvema tečajema. Carter 3 menjalnik je izlit iz litega železa in ima spodnji del 1 , vmesni 9 , zgornji 14 in stranski 19 pokrov.
Stojalo bata se nahaja v ohišju motorja 4 pri katerem je kroglična matica fiksno pritrjena 6 ... Kroglična matica je sestavljena z vijakom tako, da nastanejo vijačni utori, v katere so vstavljene kroglice 8 .
V žleb kroglične matice sta vstavljena dva žigosana utora, ki sta z vijačnim utorom povezana z dvema luknjama 7 tvorijo cev, skozi katero se kroglice odvrnejo, ko se vijak zavrti 5 z enega konca matice, se vrnite na njen drugi konec.

Batna tirnica 4 očesa z zobastim sektorjem 18 gred 21 bipod, ki se vrti na bronastih pušah, stisnjenih v ohišje motorja. Aksialno gibanje gredi dvonožca se izvede z vrtenjem nastavitvenega vijaka 20 , katerega glava vstopi v odprtino gredi dvonožca.
Pri zavijanju nastavitveni vijak če se razmik pri vklopu zobatega zobnika zmanjša, naraščajoči navor obračalnega upora ne sme preseči 500 N... Na zunanjem režastnem koncu gredi je nameščena dvonožna noga 23 .

Ko se volan zavrti, se voznikova sila prenaša skozi volansko gred in kardanski prenos na vijak 5 ... Kroglična matica 6 premika se vzdolž osi vijaka, nosi vzdolž bata 4 ki vrti zobati sektor 18 z gredjo 21 bipod okoli svoje osi.
Sila dvonožca 23 prenese na krmilno napravo, ki obrača krmiljeno kolo.

Na podoben način delujejo krmilni mehanizmi vozil KamAZ, KrAZ, MAZ in BelAZ.



V prejšnjem članku z naslovom "" smo ugotovili, čemu služi krmilni mehanizem v avtomobilu in zakaj se zanj nalagajo takšne zahteve. Zdaj pa poglejmo vrste krmilnih sistemov, ki so aktivno nameščeni na sodobnih avtomobilih.

Avtomobilski oblikovalci dolgo niso niti pomislili na servo volan. Nizke zahteve glede ravnanja in udobja ter majhen kontaktni del v primerjavi ozke pnevmatike omogočil odpravo ene človeške moči tudi pri upravljanju težkih tovornjakov. Napor pri krmiljenju je bil mogoče zmanjšati le na en način: povečati prestavno razmerje pogona in premer volana. In z dejstvom, da bo moral voznik z ogromnim volanom odigrati pet ali šest vrtljajev od odboja do odboja, natančnost upravljanja pa bo nizka, se je moral sprijazniti.

Najprej se je pojavil servo volan na težki opremi - rudniški prekucniki... Zgodilo se je v poznih 30-ih, pred vojno. Res je, sprva so začeli uporabljati pnevmatske ojačevalnike - bili so preprosti in jih poganjal kompresor oz sesalni kolektor ... Toda hidravlika, čeprav bolj zapletena in dražja od pnevmatike, je delovala tišje in natančneje. Na njej so se ustavili oblikovalci osebnih avtomobilov. Leta 1951 so bila serijska vozila Chrysler Crown Imperial prvič opremljena s hidravličnimi ojačevalci Hydraguide as standardna oprema... V Evropi je leta 1954 Citroen DS 19 dobil hidravlični ojačevalnik.

Krmilo.
Krmilni mehanizem služi za povečanje in prenos na krmilno napravo sile, ki jo voznik deluje na volan. V osebnih avtomobilih se uporabljajo predvsem polžasti in zobniški krmilni mehanizmi. Prednosti mehanizma "polžasti valj" vključujejo: nizko težnjo po prenašanju udarcev zaradi nepravilnosti na cesti, velike kote vrtenja koles, sposobnost prenosa velikih sil. Slabosti so veliko število palic in zgibni zglobi z vedno večjim zračenjem, "težkim" in neinformativnim volanom. Na koncu se je izkazalo, da so bili minusi bolj pomembni od prednosti. Vklopljeno sodobni avtomobili takšne naprave se praktično ne uporabljajo.

Danes je najpogostejši krmilni mehanizem zobnikov in zobnikov. Majhna teža, kompaktnost, nizka cena, minimalno število palic in spojev - vse to je privedlo do široke uporabe. Mehanizem zobnikov je idealen za konfiguracije s pogonom na sprednja kolesa in zagotavlja večjo enostavnost in natančnost pri krmiljenju. Vendar pa obstajajo tudi slabosti: zaradi enostavnosti zasnove se vsak potisk s koles prenese na volan. In tak mehanizem ni povsem primeren za težke stroje.

Krmilni pogon.

Krmilno orodje je zasnovano za prenos sile iz krmilnega mehanizma na krmiljena kolesa, hkrati pa zagotavlja njihovo vrtenje pod neenakomernimi koti. Če se obe kolesi zavrtita enako, se notranje kolo na cesti križa (zdrsne vstran) in zmanjša učinkovitost krmiljenja. Ta zdrs, ki prav tako ustvarja dodatno toploto in obrabo na kolesu, je mogoče odpraviti z obračanjem notranjega kolesa pod večjim kotom kot zunanje kolo. Pri zavijanju vsako kolo opisuje svoj krog, ki se razlikuje od drugega, zunanje (najbolj oddaljeno od središča zavoja) kolo pa se premika po večjem polmeru od notranjega. In ker imajo skupno središče vrtenja, je treba notranje kolo zasukati pod večjim kotom kot zunanje. To je zagotovljeno z zasnovo tako imenovanega "krmilnega droga", ki vključuje vrtljive roke in krmilne palice z zglobi. Zahtevano razmerje kotov vrtenja koles je zagotovljeno z izbiro kota nagiba krmilnih ročic glede na vzdolžno os vozila ter dolžine krmilnih ročic in prečnega droga.

- Krmilo črv sestoji iz:
- volan z gredjo,
- ohišje ročične gredi,
- pari "polžasti valj",
- krmilna roka.

V ohišju ročične gredi krmilnega mehanizma je par polžastih valjev v stalnem vklopu. Polž ni nič drugega kot spodnji konec krmilne gredi, valj pa je nameščen na krmilni gredi. Ko se volan zavrti, se valj začne premikati vzdolž navojnega navoja polža, kar vodi do vrtenja gredi krmilne roke. Par polžev, tako kot kateri koli drug priključek za zobnik, zahteva mazanje, zato se olje vlije v ohišje krmilne naprave, katere znamka je navedena v navodilih za avto. Rezultat interakcije para "polžasti valj" je preoblikovanje vrtenja volana v vrtenje krmilne roke v eno ali drugo smer. In nato se napor prenese na krmilno napravo in z nje na krmiljena (sprednja) kolesa. Sodobni avtomobili uporabljajo varno krmilno gred, ki se ob udarcu voznika lahko zloži ali zlomi volan med nesrečo, da se izognete resnim poškodbam prsnega koša.

Krmilno orodje, ki se uporablja s polžastim mehanizmom vključuje:
- desni in levi bočni drog,
- srednji potisk,
- nihajna roka,
- desni in levi vrtljivi kolesni roki.

Vsak tie Rod na svojih koncih ima tečaje, tako da se gibljivi deli krmilne naprave lahko prosto vrtijo drug proti drugemu in karoseriji v različnih ravninah.

- Mehanizem krmilne letve.

Ta krmilna naprava Sila se na kolesa prenaša z vzmetnim ali spiralnim zobnikom, vgrajenim v ležaje, in zobnikom, ki se premika v vodilnih pušah. Da bi zagotovili prosti zagon, stojalo pritisnejo na prestavo z vzmetmi. Krmilno gonilo je z gredjo povezano z volanom, letva pa z dvema prečnima palicama, ki ju je mogoče pritrditi na sredini ali na koncih letve. Ti mehanizmi imajo malo razmerje, ki omogoča hitro krmiljenje koles v želeni položaj. Popoln zasuk krmiljenih koles iz enega skrajnega položaja v drugega se izvede v 1,75 ... 2,5 obrata volana.

Eden glavnih sistemov, ki zagotavlja varnost gibanja z avtomobilom, je krmiljenje... Namen krmiljenja avtomobila je sposobnost spreminjanja smeri vožnje, zavojev in manevrov pri izogibanju oviram ali prehitevanju. Ta komponenta je tako pomembna kot zavorni sistem... Dokaz za to je predpisovanje prometnih pravil, upravljanje avtomobila z okvarjenimi navedenimi mehanizmi je strogo prepovedano.

Značilnosti enote in zasnova

Na avtomobilih se uporablja kinematična metoda spreminjanja smeri vožnje, kar pomeni, da se obračanje izvaja s spreminjanjem položaja krmiljenih koles. Običajno je sprednja os krmiljena, čeprav obstajajo tudi avtomobili s tako imenovanim krmilnim sistemom. Posebnost dela v takšnih avtomobilih je, da se tudi kolesa zadnje osi pri spreminjanju smeri obračajo, čeprav pod manjšim kotom. Toda do zdaj ta sistem ni postal razširjen.

Poleg kinematične metode se moč uporablja tudi v tehnologiji. Njegova posebnost je v tem, da se pri zavoju zavirajo kolesa na eni strani, medtem ko se na drugi strani še naprej premikajo z enako hitrostjo. In čeprav ta način spreminjanja smeri na osebnih avtomobilih ni bil razširjen, se na njih še vedno uporablja, vendar v nekoliko drugačni zmogljivosti - kot sistem smerne stabilnosti.

Ta sklop vozila je sestavljen iz treh glavnih elementov:

• krmilni drog;
• krmilo;
• pogon (sistem palic in ročic);

Krmilni vozel

Vsaka komponenta ima svojo nalogo.

Krmilni drog

Prenaša vrtilno silo, ki jo ustvari voznik, da spremeni smer. Sestavljen je iz volana, ki se nahaja v kabini (voznik deluje nanj in ga vrti). Togo je nameščen na gredi stebra. V napravi tega dela krmiljenja se zelo pogosto uporablja gred, razdeljena na več delov, medsebojno povezanih s kardanskimi spoji.

Ta zasnova je bila narejena z razlogom. Prvič, omogoča vam, da spremenite kot volana glede na mehanizem in ga premaknete v določeno smer, kar je pogosto potrebno pri sestavljanju sestavni deli samodejno. Poleg tega ta zasnova izboljšuje udobje kabine - voznik lahko spremeni položaj volana v dosegu in nagibu ter tako zagotovi najudobnejši položaj.

Drugič, sestavljeni volanski drog se navadno "vdre" primer nesrečezmanjšanje verjetnosti poškodbe voznika. Bistvo je, da se lahko motor s čelnim trkom premakne nazaj in potisne krmilno napravo. Če bi bila gred kolone trdna, bi sprememba položaja mehanizma privedla do izstopa gredi z volanom v potniški prostor. V primeru sestavljenega stebra bo gibanje mehanizma spremljala le sprememba kota enega dela gredi glede na drugega, medtem ko bo sam steber miroval.

Krmilo

Zasnovan za pretvorbo vrtenja gredi krmilnega droga v translacijske gibe pogonskih elementov.

Najbolj razširjeni mehanizmi v osebnih avtomobilih so zobniški mehanizmi. Prej se je uporabljala druga vrsta - "valjčni polž", ki se danes uporablja predvsem na tovornjakih. Druga možnost za tovornjake je "vijak".

Zobniški regali

Tip "zobnika" se je zaradi relativno razširil preprosta naprava krmilo. Ta strukturna enota je sestavljena iz treh glavnih elementov - ohišja, v katerem je zobnik, in stojala, ki je pravokotna nanj. Med zadnjima dvema elementoma obstaja trajni zobnik.

Ta vrsta mehanizma deluje tako: zobnik je trdno povezan z volanskim drogom, zato se vrti z gredjo. Zaradi zobate povezave se rotacija prenese na tirnico, ki se s tem učinkom v ohišju premakne na eno ali drugo stran. Če voznik obrača volan v levo, medsebojno delovanje prestave in stojala povzroči, da se stojalo premakne v desno.

Pogosto se v avtomobilu uporabljajo zobniški mehanizmi s fiksnim prestavnim razmerjem, to pomeni, da je obseg vrtenja volana za spreminjanje kota koles enak za vse njihove položaje. Recimo na primer, da morate kolesa zasukati pod kotom 15 °, tako da naredite 1 polni obrat volan. Torej, ne glede na to, v katerem položaju so krmiljena kolesa (skrajno, ravno premico), boste za zavijanje za določen kot morali narediti 1 vrtljaj.

Toda nekateri proizvajalci avtomobilov na svoje avtomobile namestijo mehanizme s spremenljivimi prestavnimi razmerji. Poleg tega je to doseženo povsem preprosto - s spreminjanjem kota položaja zob na tirnici v določenih conah. Učinek te spremembe mehanizma je naslednji: če so kolesa ravna, potem je potreben 1 vrtljaj, da spremenimo njihov položaj za enakih 15 ° (primer). Če pa so v skrajnem položaju, se bodo kolesa zaradi spremenjenega prestavnega razmerja po pol obrata obrnila skozi določeni kot. Posledično je doseg volana od konca do konca bistveno manjši kot pri mehanizmu s fiksnim razmerjem.

Spremenljivo razmerje

Poleg enostavnosti naprave se uporablja tudi tip "zobniška letvica", ker je v takšni izvedbi mogoče vgraditi pogone hidravličnega ojačevalnika (GUR) in električnega ojačevalnika (EUR) ter elektrohidravlično (EGUR).

"Črpalka"

Naslednji tip, "valjčni polž", je manj pogost in se zdaj praktično ne uporablja na osebnih avtomobilih, čeprav ga lahko najdemo na avtomobilih VAZ iz klasične družine.

Ta mehanizem temelji na polžnem orodju. Predstavlja polžni vijak s posebnim navojem profila. Ta vijak je nameščen na gredi, ki je povezana z volanskim drogom.

Z navojem tega polža je v stiku valj, povezan z gredjo, na kateri je nameščena bipod - vzvod, ki sodeluje z pogonskimi elementi.

Krmiljenje polža

Bistvo mehanizma je naslednje: ko se gred vrti, se vijak zavrti, kar vodi do vzdolžnega gibanja valja vzdolž navoja. In ker je valj nameščen na gredi, ta premik spremlja vrtenje slednjega okoli njegove osi. To pa vodi do polkrožnega gibanja bipodov, ki delujejo na pogon.

Mehanizem tipa "polžasti valj" na osebnih avtomobilih je bil opuščen v korist "zobnika", ker v njega ni bilo mogoče vgraditi hidravličnega ojačevalnika (še vedno je bil na voljo pri tovornjakih, a pogon je bil odstranjen), pa tudi precej zapletene zasnove pogona.

Tip vijaka

Zasnova vijačnega mehanizma je še bolj zapletena. Ima tudi navojni vijak, vendar ni v stiku z valjem, temveč s posebno matico zunaj ki ima zobati sektor, ki je v interakciji z istim, vendar narejen na gredi dvonožca. Obstajajo tudi mehanizmi z vmesnimi valji med matico in zobastim sektorjem. Načelo delovanja takšnega mehanizma je skoraj enako črvu - kot rezultat interakcije se gred obrne in potegne bipod, to pa pogon.

Vijačni krmilni mehanizem

Na vijačni mehanizem je mogoče namestiti hidravlični ojačevalnik (matica deluje kot bat), vendar ga na masivnih konstrukcijah ne uporabljajo na osebnih avtomobilih, zato se uporablja samo na tovornjakih.

Pogonska enota

Pogon v krmilni strukturi se uporablja za prenos gibanja stojala ali dvonožca na krmiljena kolesa. Poleg tega je naloga te komponente spremeniti položaj koles pod različnimi koti. To je posledica dejstva, da se kolesa pri obračanju premikajo po različnih polmerih. Zato kolo s znotraj pri spreminjanju poti gibanja se mora obrniti pod večjim kotom od zunanjega.

Zasnova pogona je odvisna od uporabljenega mehanizma. Torej, če se na avtomobilu uporablja "zobnik", je pogon sestavljen le iz dveh palic, povezanih z volanskim zglobom (katerih vlogo ima blažilnik) s pomočjo konice krogle.

Te palice je mogoče pritrditi na tirnico na dva načina. Manj pogosta je njihova toga pritrditev z vijačnim priključkom (v nekaterih primerih se povezava izvede prek tihega bloka). Za takšno povezavo je v telesu mehanizma izdelano vzdolžno okno.

Pogostejši način povezovanja palic je toga, a fleksibilna povezava s koncem tirnice. Za zagotovitev takšne povezave je na koncu obeh palic narejena konica krogle. S pomočjo matice se ta krogla pritisne na tirnico. Ko se slednji premakne, palica spremeni svoj položaj, kar zagotavlja obstoječo povezavo.

Pri pogonih, kjer se uporablja mehanizem polžastih valjev, je zasnova precej bolj zapletena in je celoten sistem vzvodov in palic, imenovan krmilna povezava. Tako je na primer na VAZ-2101 pogon sestavljen iz dveh stranskih palic, ene srednje, nihajne roke in krmilnih zglobov z ročicami. V tem primeru za zagotovitev možnosti spreminjanja kota kolesa zaobljena pest pritrjena na roke vzmetenja z dvema krogličnima ležajema (zgornjim in spodnjim).

Zaradi velikega števila komponent in povezav med njimi je ta vrsta pogona bolj dovzetna za obrabo in pojav zračnosti. To dejstvo je še en razlog za opustitev polžnega orodja v prid zobnika.

"Povratne informacije"

Treba je opozoriti, da je v krmilnem mehanizmu tudi tako imenovani " povratne informacije". Voznik ne deluje le na kolesa, temveč prek njih prejme tudi informacije o značilnostih gibanja koles na cesti. To se kaže v obliki vibracij, sunkov, ustvarjanja vsekakor usmerjenih naporov na volanu. Te informacije veljajo za zelo pomembne za pravilno oceno vedenja avtomobila. Dokaz za to je dejstvo, da so v avtomobilih, opremljenih s servo volanom in servo volanom, oblikovalci ohranili "povratne informacije".

Napredni razvoj

Ta enota se še naprej izboljšuje, zato so najnovejši dosežki sistemi:

• Aktivno (dinamično) krmiljenje. Omogoča vam spreminjanje prestavnega razmerja mehanizma glede na hitrost vozila. Prav tako izvaja in dodatna funkcija - Popravek kota prednjih koles pri zavijanju in zaviranju na spolzkih cestah.
• Prilagodljivo krmiljenje (vodeno po žici). To je najnovejši in najbolj obetaven sistem. Med volanom in kolesi ni neposredne povezave; vse deluje zaradi senzorjev in aktuatorjev (servo pogoni). Sistem še ni razširjen zaradi psiholoških in ekonomskih dejavnikov.

Krmilno-žični sistem

Zaključek

Na splošno je mehanizem dokaj zanesljiva enota, ki ne zahteva vzdrževanja. Toda hkrati krmiljenje avtomobila pomeni pravočasno diagnostiko za odkrivanje napak.

Konstrukcija te enote je sestavljena iz številnih elementov s premičnimi spoji. In tam, kjer so takšne povezave, se čez čas zaradi obrabe kontaktnih elementov v njih pojavijo zračnosti, ki lahko bistveno vplivajo na vodljivost avtomobila.

Težavnost diagnostike krmiljenja je odvisna od njegove strukturne zmogljivosti... Torej v vozliščih z mehanizmom zobniškega zobnika ni toliko povezav, ki bi jih bilo treba preveriti: nasveti, zaskočitev zobnika z regalom, kardanci volanskega droga.

Toda pri polžnem orodju je zaradi zapletene zasnove pogona veliko več diagnostičnih točk.

Glede obnovitvena dela v primeru okvare enote, potem nasveti kdaj močna obraba se preprosto zamenjajo. V krmilnem mehanizmu lahko v začetni fazi odmik odstranite s prilagoditvijo vklopa, in če to ne pomaga, s pregrado sklopa s kompleti za popravilo. Stolpni gimbali so, tako kot konice, preprosto zamenljivi.

Autoleek

Obstaja več vrst krmilnih mehanizmov. Zavedate se, da se pri obračanju volana obračajo kolesa vašega avtomobila. Toda med obračanjem volana in obračanjem koles potekajo določena dejanja.

V tem članku si bomo ogledali značilnosti dveh najpogostejših vrst krmilnega mehanizma: krmilno gonilo z zobnikom in krmilno matico. Pogovarjali se bomo tudi o servo volanu in spoznali zanimive tehnologije za razvoj krmilnih sistemov, ki lahko zmanjšajo porabo goriva. Najprej pa bomo pogledali, kako pride do obrata. Ni vse tako preprosto, kot se morda zdi.

Obračanje avtomobila

Morda boste presenečeni, ko boste izvedeli, da kolesa na sprednji osi pri obračanju sledijo različnim potem.

Da bi zagotovili nemoteno obračanje, mora vsako kolo krožiti drug krog. Ker notranje kolo opisuje kolo z manjšim polmerom, zavije ostreje kot zunanje. Če narišete pravokotnik na vsako kolo, se bodo črte sekale v središčni točki vrtišča. Zaradi geometrije krmiljenja se notranje kolo vrti bolj kot zunanje.

Obstaja več vrst krmilnih mehanizmov. Najpogostejša sta krmiljenje zobnikov in zobnikov ter krmiljenje krogličnih matic.

Krmilno orodje zobnikov in zobnikov

Krmilno orodje zobnikov in zobnikov se pogosto uporablja v osebnih avtomobilih, lahkih tovornjakih in športnih terencih. Pravzaprav je ta mehanizem precej preprost. Zobniški regali so nameščeni v kovinski cevi s stojalom, ki štrli z obeh strani. Volanski konec se poveže z vsako stranjo nosilca.

Pogon je povezan s krmilno gredjo. Ko zavrtite volan, se orodje začne vrteti in sproži stojalo. Krmilna konica na koncu letve se poveže z volansko roko na vretenu (glej sliko).

Funkcije stojala zobnika so naslednje:

• Pretvori vrtilno gibanje volana v naravnostpotrebno za obračanje koles.
• Zagotavlja prestavno razmerje za lažje obračanje koles.

Večina avtomobilov je zasnovanih za tri do štiri polne zavoje volana, da kolesa obračajo od ključavnice do ključavnice.

Prestavno razmerje krmiljenja je razmerje med stopnjo krmiljenja in stopnjo krmiljenja. Če na primer en polni zavoj volana (360 stopinj) obrne kolo za 20 stopinj, je razmerje prestavnega razmerja volana 18: 1 (360 deljeno z 20). Višje kot je razmerje, večja je stopnja krmiljenja. Poleg tega, višje ko je razmerje, manj truda je treba vložiti.

Običajno v pljučih športni avtomobili razmerje krmilnega mehanizma je nižje od razmerja pri velika vozila in tovornjaki. Pri nizkem prestavnem razmerju je odziv volana hitrejši, zato volana ni treba močno obračati, da zavijete. Ne manjši avto, manjša je njegova masa in tudi pri nizkem prestavnem razmerju ne zahteva dodatnih naporov za obračanje.

Obstajajo tudi avtomobili s spremenljivim prestavnim razmerjem krmiljenja. V tem primeru ima stojalo z zobnikom drugačen naklon (zob na palec) v sredini in na straneh. Posledično se avtomobil hitreje odzove na obračanje volana (tirnica je bližje sredini), zmanjša pa se tudi napor pri obračanju volana do postanka.

Servo krmiljenje zobnikov in zobnikov

Ob prisotnosti servo krmiljenja zobnikov in zobnikov je letev nekoliko drugačne oblike.
Del stojala vključuje valj z batom na sredini. Bat je povezan z regalom. Na obeh straneh bata sta dve luknji. Oskrba s tekočino pod visok pritisk na eni strani bata sproži bat, obrne stojalo in s tem oskrbi krmilni mehanizem.

Krmilno gonilo s kroglično matico

Krmilno gonilo s krogličnimi maticami je mogoče najti na številnih tovornjakih in športnih terencih. Ta sistem se nekoliko razlikuje od mehanizma zobnikov in zobnikov.

Krmilno gonilo kroglične matice vključuje polžasti zobnik. Običajno lahko polžnik delimo na dva dela. Prvi del je kovinski blok z luknjo z navojem. Ta blok ima na zunanji strani zobe, ki se ujemajo z zobnikom, ki poganja krmilno roko (glej sliko). Volan je povezan z navojno palico, podobno kot vijak, nameščen v navojni luknji v bloku. Ko se volan zavrti, se vijak vrti z njim. Namesto da bi privijal v blok kot običajni vijaki, je ta vijak pritrjen tako, da ko se vrti, poganja blok, ta pa polžilno gonilo.


Vijak se ne dotika bloka z navoji, saj je napolnjen s krogličnimi ležaji, ki krožijo skozi mehanizem. Kroglični ležaji se uporabljajo za dva namena: zmanjšujejo trenje in obrabo zobnikov ter zmanjšujejo onesnaženost mehanizma. Če v krmilnem mehanizmu ni kroglic, se zobje nekaj časa ne dotikajo in čutili boste, da je volan izgubil togost.

Servo volan v krmilni omarici s krogličnimi maticami deluje enako kot v krmilni omari zobnika in zobnika. Ojačitev je zagotovljena z dovajanjem visokotlačne tekočine na eno stran bloka.

Servo volan

Poleg samega krmilnega mehanizma vključuje servo volan tudi več glavnih komponent.

Črpalka

Krmilna črpalka krmilno napravo oskrbuje s hidravlično močjo (glej sliko). Motor poganja črpalko z jermenom in jermenico. Črpalka vključuje vgradne lopatice, ki se vrtijo v komori ovalne oblike.

Ko se lopatice vrtijo, potisnejo nizkotlačno hidravlično tekočino od povratnega voda do visokotlačnega izhoda. Pretok je odvisen od števila vrtljajev avtomobilskega motorja. Zasnova črpalke zagotavlja zahtevano glavo tudi naprej nedejaven... Posledično črpalka premakne več tekočine, ko motor teče več visoki vrtljaji.

Črpalka ima varnostni ventil za zagotavljanje ustreznega tlaka, kar je še posebej pomembno pri visokih vrtljajih motorja, ko se dovaja velika količina tekočine.

Vrtljivi ventil

Servo volan naj vozniku pomaga le, kadar na volan deluje sila (v ovinkih). Če ni napora (npr. Vožnja po ravni črti), sistem ne bi smel zagotavljati pomoči. Naprava, ki zazna silo, ki deluje na volan, se imenuje vrtljivi ventil.

Glavni sestavni del vrtljivega ventila je torzijska palica. Torzijska palica je tanka kovinska palica, ki se vrti pod delovanjem navora. Zgornji konec torzijske palice je povezan z volanom, spodnji konec pa z zobnikom ali polžasto prestavo (ki obrača kolesa), pri čemer je torzijski navor enak navoru, ki ga voznik uporabi za obračanje koles. Večji kot je navor, več se obrača torzijska palica. Vstopni del krmilne gredi tvori notranjost vrtljivega ventila. Povezan je tudi z vrhom torzijske palice. Spodnji del torzijske palice je povezan z zunanjo stranjo vrtljivega ventila. Torzijska palica tudi vrti krmilno gonilo, pri čemer se ujema z zobnikom ali polžasto prestavo, odvisno od vrste krmilne naprave.

Pri obračanju torzijska palica vrti notranjost vrtljivega ventila, medtem ko zunanja ostane mirujoča. Ker je notranjost ventila priključena tudi na krmilno gred (in s tem na volan), je število obratov notranjosti ventila odvisno od navora, ki ga uporabi voznik.

Ko krmilo miruje, obe hidravlični cevi zagotavljata enak pritisk na zobnik. Ko pa se ventil obrne, se odprtine odprejo za dovod visokotlačne tekočine v ustrezno cev.

Praksa ni pokazala najvišje učinkovitosti te vrste servo krmiljenja.

Inovativni servo volan

Ker črpalka servo volana na večini vozil neprekinjeno črpa tekočino, ta zapravlja moč in gorivo. Logično je računati na številne novosti, ki bodo izboljšale porabo goriva. Ena najuspešnejših idej je računalniško vodeni sistem. Ta sistem popolnoma odstrani mehansko povezavo med volanom in krmilnim mehanizmom ter ga zamenja elektronski sistem upravljanje.

Dejansko volan deluje enako kot volan za računalniške igre. Volan bo opremljen s senzorji, ki avtomobilu dajejo signale o smeri vožnje koles in motorjev, ki zagotavljajo odziv na dejanja avtomobila. Izhod teh senzorjev bo uporabljen za krmiljenje servo volana. To odpravlja potrebo po krmilni gredi, ki poveča prosti prostor v motornem prostoru.

General Motors je predstavil konceptni avtomobil Hy-wire, ki že ima tak sistem. Posebnost tak sistem s elektronski nadzor podjetja GM je, da si lahko z novim računalnikom sami prilagodite ravnanje z avtomobilom programske opreme brez zamenjave mehanskih komponent. V elektronsko krmiljenih vozilih prihodnosti lahko nadzorni sistem prilagodite svojim željam z le nekaj gumbi. Vse je zelo preprosto! Krmilni sistem se v zadnjih petdesetih letih ni veliko spremenil. Toda naslednje desetletje bo doba varčnejših avtomobilov.